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c - C 未经检查的函数返回未定义的行为

问题描述

在 c 中，这种模式相当普遍：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int init_ptr_or_return_err(int *p) {
  srand(time(NULL));
  // random to make code compile/demonstrate the question
  int error = rand() % 2;
  if (error) {
    return 1;
  }
  *p = 10;
  return 0;
}

int main() {
  int a;
  init_ptr_or_return_err(&a);
  printf("a = %d\n", a);
  return 0;
}

在上面的 main 函数中，如果不检查函数的返回码，访问 a 的值可能在运行时是未定义的（但这不是静态确定的）。因此，它通常包装在一个块中，例如：

if (init_ptr_or_return_err(&a)) {
  // error handling
} else {
  // access a
}

在这种情况下，编译器知道 a 在 else 中被初始化，因为当且仅当它设置 a 时，该函数才返回 0。因此，从技术上讲，在 else 中访问 a 是已定义的，但在 if 中访问 a 是未定义的。但是，return 0可以很容易地“从文件中返回一些固定但静态未知的值”（然后在访问 a 之前只检查该值）。因此，无论哪种情况，都无法静态确定 a 是否已初始化。

因此，在我看来，一般来说，编译器不能静态地决定这是否是未定义的行为，因此不应该例如优化它。

此类代码的确切语义是什么（它是未定义的行为，还是其他东西，或者静态和运行时未定义的行为之间是否存在差异）以及标准在哪里指定了这一点？如果这不是标准定义的，我使用的是 gcc，所以在 gcc 上下文中的答案会很有帮助。

标签： cgccinitializationundefined-behaviorc11

解决方案

绝大多数未定义的行为不是静态确定的。大多数未定义行为的形式是“如果达到此语句，并且满足这些条件，则程序具有未定义行为”。

这里就是这种情况。当一次调用程序rand()返回奇数时，它具有未定义的行为。rand()当它在返回偶数的时候被调用时，行为是明确定义的。

此外，编译器可以自由假设您只会在rand()返回偶数时调用程序。例如，它可能会优化分支到return 1;案例，因此总是打印 10。

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